Einstein'ın Hatası ve Rüyası

Yirminci yüzyıl fiziği bilim tarihine damga vuracak iki büyük teori ile fiziğe çağ atlatmıştır. Bunlardan biri Görelilik Teorisi diğeri ise Kuantum Teorisi’dir. Göreliliğin babası olan Einstein aynı zamanda 1905 yılında yayınladığı makalelerinin birinde ‘’fotoelektrik etki’’adını verdiği olayı açıklayarak kuantum fiziğinin mimarlarından biri olmayı da başarmıştır ve bu katkısı sayesinde 1921’de Nobel Fizik Ödülü’nü almıştır. (Görelilik’ten değil de fotoelektrik olayından Nobel alması o tarihlerde göreliliğin halen tam olarak benimsenememesi ve bilim dünyasında söz sahibi bir takım fizikçilerin bilimler akademisinde hararetli bir şekilde göreliliğe karşı çıkması gibi sebeplerden kaynaklanır. Bu güçlü isimlere en iyi örneklerden birisi nobel ödüllü Alman Fizikçi Philipp Lenard’dır ki kendisi Nazi partisinin de destekçileri arasındadır. Ayrıca nobel komitesinin de görelilik söz konusunda olduğunda şiddetli anlaşmazlıklara düştüğünü biliyoruz.) Kuantum fiziğine katkılarına rağmen Einstein, kuantum fiziğinin kendi tabiriyle ‘tamamlanmamış (eksik)‘ bir kuram olduğunu ifade etmiştir. Aslında Einstein,kuantum mekaniğinin matematiğini ve geçerliliğini kesin bir şekilde kabul etmişti ancak dediğim gibi eksik bir kuram olduğu konusunda ısrarcıydı tıpkı Newton’un Evrensel Çekim yasası gibi. Kuantuma karşı tavrının en büyük sebeplerinden birisi Kuantum’un temelinde OLASILIKLAR olmasıdır (En bilinen örneklerinden biri de Schrödinger’in Kedisi adlı düşünce deneyindeki kedinin hem canlı hem ölü halde olduğu belirsizlik durumudur.) Einstein olasılıklar üzerine kurulu bu kuramı şu meşhur sözleriyle iğnelemiştir ‘’ Kuantum mekaniği çok etkileyici ancak tanrı zar atmaz.’’ (Max Born’a yazdığı mektupta) Diğer bir önemli sebep ise kuantum teorisi aslında bireysel olayları açıklamakta başarılı değildir,grup olaylarını ise çok iyi bir şekilde açıklar ,şöyle ki : Kararsız durumdaki tek bir radyoaktif plütonyum çekirdeğini incelediğimizi varsayalım. Kuantum kuramı bu çekirdeğin ne zaman ve ne büyüklükte bir enerji açığa çıkararak bozunacağını söyleyemez. Çekirdeğin bozunup bozunmadığını ölçmeden söyleyemediğimiz için kuantum fiziğinde o çekirdeğe bozunmuş olmakla olmamak arasında bir durumdadır deriz (tıpkı Schrödinger’in Kedisi deneyindeki gibi) Tüm bunlara rağmen milyarlarca plütonyum çekirdeğinin bozunma verilerini (hız,enerji vs) olağanüstü doğrulukta hesaplama şansına Kuantum ile erişiyoruz. Bu durum ise Einstein için kabul edilemez diğer bir eksiklikti. Hayatının son on yıllarında fizikçi dostları tarafından ‘dinozor’ tabiri ile anılmasına sebep oldu Einstein’ın kuantuma karşı tavrı.

Einstein’in kuantuma olan bu karşıt tavrı ölümünden yaklaşık 30 sene önce başlayıp ölümüne kadar sürdü ve bu yolda çok hararetli tartışmalara girip kimi zaman galip kimi zaman mağlup olarak ayrıldı,bunlardan belki de en ünlüsü 1927 yılında Solvay Konferansı’nda Niels Bohr ile girdiği tartışmaydı ki bu tartışma tüm Solvay Konferansları arasında en ünlüsünü 1927’de yapılan konferans yapmıştı. Katılımcıları olarak de bence en ihtişamlı Solvay Kongresiydi. Einstein’a dönecek olursak O’na göre kuantum olsa olsa büyük ve eksiksiz bir kuramın eksik bir ifadesiydi,yani kendisinin de peşinde olduğu büyük teorinin küçük bir parçasıydı ve tek başına tamamlanmamış bir kuramdı. Evet, Einstein’in hayatının on 30 yılını üzerinde çalışarak geçirdiği rüyası HER ŞEYİN KURAMI olan temel kuvvetleri birleştirip atom altı dünyadan galaktik boyutlara kadar her türlü fiziksel gerçeğin temelini oluşturan HER ŞEYİN TEORİSİ (EVRENİN TEORİSİ) ni bulmaktı. Yani kuantum olaylarını kendi görelilik teorisiyle birleştirmek üzerine bir hedefi ve hayali vardı ancak bunu başaramadan öldü. 

Einstein’in hayatında yaptığı tek hata elbette ki her şeyin teorisini ararken yaptığı hatalar değildi,mesela kendisinin "hayatımın en büyük hatası" dediği "kozmolojik sabit" hatasından bahsedelim. 1915’i izleyen birkaç yıl içinde Einstein fark etti ki kendi denklemlerinden çıkan sonuçlar genişleyen bir evren modelini destekliyor oysa ki o yıllara kadar kabul edilen gerçek şuydu ki evren sabittir,durağandır. Bu devrim niteliğindeki buluşu Einstein bile kaldıramadı -ki kendisi Newton fiziğine meydan okuyup galibiyetle onurlanmıştır.- ve denklemlerine kozmolojik sabit adını verdiği bir sabit ekleyerek evrenin sabit olduğu fikrine destek oldu. Ancak 1929 yılında Edward Hubble’ın gözlemleri sonucu evrenin artan bir hızla genişlediğini keşfetmesi üzerine Einstein,denklemlerinden eklediği sabiti çıkarıp hayatının en büyük hatasını yaptığını kabul etmiştir. Buna ek olarak elbette ki başka yanılgıları da vardır ancak bizim yazımızın konusunu oluşturan Einstein’ın rüyasına giden yolda ona engel olan hatası üzerinde duracağız. 

Öncelikle şunu belirtmeliyiz ki Einstein’dan bu yana dünyanın dört bir yanından binlerce fizikçi her şeyin teorisi olarak bahsettiğimiz mikro evreni ilgilendiren kuantum fiziği ile makro evreni ilgilendiren görelilik teorisini ve de temel kuvvetleri birleştirip evrenin teorisini bulmayı amaçlamıştır. (Stephen Hawking, Arthur Eddington, Theodor Kaluza,Richard Feynman,Michio Kaku,John Schwarz,Hideki Yukawa,Yoichiro Nambu,Chen Ning Yang,Robert Mills ve isimlerini sayamayacağımız kadar fazla sayıda değerli bilim insanı bu amaç uğruna yıllarını vermiştir) Bildiğiniz üzere doğada dört adet temel kuvvet vardır : Kütle çekim kuvveti,elektromanyetik kuvvet,güçlü nükleer kuvvet ve zayf nükleer kuvvet. Birleştirme arayışlarında en büyük problemi kütle çekim kuvveti çıkarmıştır ve üzerinde çalışan fizikçileri defalarca kez yenilgiye uğratmıştır. Elektromanyetik kuvvet ile zayıf nükleer kuvvet 70 lerin başında birleştirilmiştir. (Elektro-zayıf Kuramı) ve ilerleyen yıllarda GUT adı verilen kuram ile güçlü nükleer kuvvet de zor da olsa elektrozayıf kuvvete eklenmiştir ancak kütle çekimle ilgili zorluklar aşılamamıştır. (Birleştirme yolunda atılan adımlar ve günümüzdeki durumu hakkında detaylıca ayrı bir yazı hazırlanacaktır,daha fazla detay verip konudan sapmamak için burda kesiyorum birleştirme arayışlarını) Einstein ise temel kuvvetleri birleştirme yolunda yalnızca elektromanyetik kuvvet ile kütle çekimini hesaba katmıştır nükleer kuvvetleri görmezden gelmiştir. Onun bu şekilde çalışmasında o dönemde henüz nükleer kuvvetlerin pek aydınlatılamamış olması da bir etkendir. O,bu seçimi bilinçli olarak yapmıştı çünkü Einstein’in en büyük başarısı tartışmasız bir şekilde Görelilik teorisi olup temeli kütle çekime ve ışığa dayanır. Zaten 1905’te yayımladığı Özel Görelilik teorisi,Maxwell denklemlerinin zaman yavaşlaması ile ilgili kısımlarının önemini ilk kez net bir şekilde anlayıp ortaya koyan bir çalışmaydı. Buna ek olarak güçlü nükleer kuvvet aslında kuantum alanına girdiği için Eistein’in oraya pek odaklanmadığı da çok yerinde bir tahmin olacaktır çünkü Einstein, kuantumun kendisinin bulacağını inandığı her şeyin teorisinin küçük bir parçası olduğuna inandığı eksik bir kuram olduğuna inanıyordu. Einstein doğayı yöneten kuvvetler konusunda olağanüstü bir algılayışa sahip olsa da kuantum fiziği ile barışmaması ve güçlü nükleer kuvveti göz ardı edip ışık ile kütle çekim üzerine yoğunlaşması belki de her şeyin teorisine giden yolda büyük devrimcinin yaptığı en büyük hataydı.